本书较为系统地介绍了微电网形态演化的背景、理论、技术进展和工程实践，尤其是交直流混合、多能互补、电氢耦合、微电网群等微电网的能量优化调度与控制策略。全书分为三部分，共18章。其中，第1部分为微电网形态演化历程，包括第1～4章，主要介绍微电网的基本概念和形态演化路径，以及不同形态微电网的主要特点和能量优化调控面临的技术挑战；第2部分为微电网能量优化调控关键技术，包括第5～11章，主要介绍微电网中的设备建模方法、源荷预测技术、能量优化调控、储能调控策略，以及不同形态微电网的能量优化调控方法；第3部分为微电网工程实践，包括第12～18章，主要介绍作者主持建设的能量优化调控系统在微电网实验室及相关示范工程运行情况。

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1995.09--1999.07 贵州大学电气工程学院 电力系统自动化专业 本科阶段学习 1999.09—2002.07 贵州大学电气工程学院 电力系统自动化专业 硕士阶段学习 2002.09—2005.12 浙江大学电气工程学院 电力系统自动化专业 博士阶段学习2006.01--2007.09 江苏省电力试验研究院有限公司从事配网规划的研究 2007.10--至今 国网浙江省电力公司电力科学研究院从事分布式电源和微电网技术研究 兼职浙江大学、合肥工业大学、浙江工业大学兼职教授、研究生导师 长江学者微电网（1）“园区多能互补系统高效运行关键技术及应用”，浙江省科技进步奖一等奖，2023年，排名第1（本书依托项目）； （2）“面向多功能复用的储能电站优化配置与控制关键技术及应用”，中国电力科学技术奖一等奖，2022年，排名第1（本书依托项目）； （3）“含高比例分布式新能源的交直流混合微网自主协同调控技术及应用”，浙江省科技进步奖一等奖，2021年，排名第2（本书依托项目）。 2006年教育部自然科学奖一等奖《复杂电力系统的稳定控制与智能优化理论与方法研究》 2012年浙江省科技进步二等奖《东福山岛风光储柴海水淡化独立发供电系统的研究与实施》 2014年浙江省科技进步二等奖《基于智能控制的分布式发供电系统关键技术研究与应用》 2014年天津市科技进步一等奖《微电网优化规划与运行控制关键技术及其应用》 授权发明专利70项，制订国家标准6项、省部级标准2项，建设交直流混合、电氢耦合等微网示范工程国网浙江电科院科技研发中心主任，浙江省重点实验室、国家电网公司实验室主任，浙江省高技能人才（劳模）创新工作室负责人，国家级领军人才，教育部长江学者。

目录
序
前言
第1章 微电网概述 1
1.1 微电网的定义 1
1.2 微电网的构成 3
1.2.1 分布式电源 3
1.2.2 储能 4
1.2.3 负荷 5
1.3 微电网的功能定位 5
1.3.1 微电网与传统电网的联系与区别 6
1.3.2 微电网与相关新兴技术的联系与区别 7
1.3.3 微电网在构建新型电力系统中的作用 8
1.4 微电网发展与形态演化的驱动力 9
1.4.1 技术进步 9
1.4.2 政策机制 11
1.4.3 需求拓展 12
1.5 本书内容架构 14
参考文献 15
第2章 从单一到多元：以电为中心 19
2.1 演化逻辑关系分析 19
2.2 交流微电网 20
2.2.1 交流微电网的运行特点 21
2.2.2 交流微电网面临的挑战 24
2.3 直流微电网 25
2.3.1 直流微电网的运行特点 26
2.3.2 直流微电网面临的挑战 28
2.4 交直流混合微电网 29
2.4.1 交直流混合微电网的运行特点 30
2.4.2 交直流混合微电网面临的挑战 34
2.5 本章小结 35
参考文献 36
第3章 多能互补与集成：电热冷氢的交织 38
3.1 演化逻辑关系分析 38
3.2 多能互补微电网 39
3.2.1 多能互补微电网的设备特性 41
3.2.2 多能互补微电网的应用场景 44
3.2.3 多能互补微电网的运行特点 46
3.2.4 多能互补微电网面临的挑战 46
3.3 电氢耦合微电网 47
3.3.1 电氢耦合微电网的设备特性 49
3.3.2 电氢耦合微电网的应用场景 53
3.3.3 电氢耦合微电网的运行特点 55
3.3.4 电氢耦合微电网面临的挑战 56
3.3.5 电氢耦合微电网与多能互补微电网异同点 57
3.4 本章小结 58
参考文献 58
第4章 微电网群的兴起 60
4.1 引言 60
4.2 微电网群的运行特点 61
4.3 微电网群的互联与互动 62
4.3.1 微电网群互联方式 63
4.3.2 微电网群互动机制 68
4.4 微电网群优化运行面临的挑战 75
4.5 本章小结 77
参考文献 77
第5章 微电网中的设备建模 79
5.1 引言 79
5.2 电源设备模型 82
5.2.1 光伏发电 82
5.2.2 风力发电 83
5.2.3 燃气轮机 86
5.2.4 柴油发电机 88
5.2.5 储能 89
5.2.6 燃料电池 96
5.2.7 小水电 97
5.3 负荷模型 98
5.3.1 电负荷 98
5.3.2 冷热负荷 102
5.3.3 氢负荷 105
5.3.4 柔性负荷 106
5.4 电力电子变换器模型 109
5.4.1 DC/DC变换器 109
5.4.2 DC/AC变换器 112
5.4.3 三端口直流变换器 115
5.5 电网互动模型 118
5.5.1 微电网实时运行模型 118
5.5.2 微电网与电网互动模型 118
5.5.3 电网互动目标 119
5.6 本章小结 120
参考文献 121
第6章 微电网中的源荷预测 124
6.1 引言 124
6.2 微电网源荷预测的基本特征 125
6.2.1 微电网源荷预测的问题与挑战 125
6.2.2 微电网源荷预测的常用模型与方法 127
6.2.3 微电网源荷预测的评价指标 129
6.3 微电网中的分布式新能源预测 130
6.3.1 按分布式新能源类型预测 130
6.3.2 风光水多元耦合预测 136
6.4 微电网中的负荷预测 141
6.4.1 按负荷类型预测 142
6.4.2 按负荷整体预测 152
6.5 微电网中的源荷预测 152
6.5.1 按源荷双侧分别预测 152
6.5.2 按源荷整体预测 152
6.5.3 基于“独立编码-融合”的微电网源荷预测 152
6.6 算例分析 157
6.7 本章小结 171
参考文献 171
第7章 微电网能量优化调控 174
7.1 引言 174
7.2 微电网能量优化调控目标 175
7.3 微电网能量优化调控的基本方法 179
7.4 本章小结 191
参考文献 191
第8章 微电网中储能的调控 193
8.1 引言 193
8.2 多运行场景下储能优化调控方法 193
8.2.1 并网型微电网储能优化调控方法 193
8.2.2 离网型微电网储能优化调控方法 199
8.3 储能多运行模式调控 201
8.3.1 并网运行类策略 202
8.3.2 离网运行类策略 204
8.4 混合储能协同调控方法 206
8.4.1 考虑混合储能设备配合的协调控制策略 207
8.4.2 量化各储能设备之间配合程度的协调裕度指标 213
8.4.3 基于整体性能提升的运行控制参数优化模型及算法 215
8.5 本章小结 218
参考文献 218
第9章 多能互补微电网混合时间尺度能量优化调控 220
9.1 引言 220
9.2 混合时间尺度能量优化调控体系 220
9.3 基于区间-鲁棒联合决策的日前能量优化调控方法 222
9.3.1 目标函数 222
9.3.2 约束条件 224
9.3.3 区间不确定集的转化 227
9.4 基于模型预测控制的日内滚动能量优化调控方法 229
9.5 算例分析 230
9.5.1 日前能量优化调控方法 231
9.5.2 日内滚动能量优化调控方法 234
9.5.3 实时能量优化调控方法 235
9.6 本章小结 237
参考文献 237
第10章 电氢耦合微电网长周期能量优化调控 238
10.1 引言 238
10.2 并网情况下的能量优化调控方法 238
10.2.1 并网情况下的能量优化调控问题分析 239
10.2.2 电氢耦合微电网并网长周期能量优化调控模型 240
10.2.3 电化学储能和氢储能的协同配合机制 243
10.2.4 算例分析 247
10.3 离网情况下的能量优化调控方法 249
10.3.1 能量-功率匹配滚动优化架构 250
10.3.2 长周期能量平衡调控模型 251
10.3.3 短周期功率平衡调控模型 254
10.3.4 日前两阶段分布鲁棒优化模型求解 258
10.3.5 算例分析 259
10.4 本章小结 265
参考文献 265
第11章 微电网群协同能量优化调控 267
11.1 引言 267
11.2 微电网群体系架构 267
11.2.1 体系与分散复杂自适应体系 267
11.2.2 微电网群特性与DCASoS的特性比较 270
11.2.3 微电网群DCASoS多阶段体系行为认知模型 271
11.3 微电网群能量优化调控方法 273
11.3.1 微电网群能量优化调控架构 273
11.3.2 微电网群能量优化调控模型 274
11.3.3 子微电网对微电网群体系涌现功能贡献度评估模型 281
11.3.4 微电网群双层能量优化调控模型与涌现贡献度评估模型求解 282
11.3.5 算例分析 284
11.4 微电网群动态链接下的分布式能量优化调控方法 288
11.4.1 微电网群动态链接行为 288
11.4.2 微电网群动态链接行为数学描述 289
11.4.3 微电网群动态链接行为分析方法 291
11.4.4 微电网群动态链接行为下分布式能量优化调控模型求解方法 293
11.4.5 算例分析 295
11.5 虚假信息注入下的微电网群优化运行方法 301
11.5.1 微电网群内虚假信息定义及其数学表示 302
11.5.2 考虑虚假信息注入的微电网群体系架构 302
11.5.3 微电网群内虚假信息检测机制 305
11.5.4 微电网群内虚假信息定位机制 306
11.5.5 微电网群内虚假信息惩罚机制 307
11.5.6 算例分析 308
11.6 本章小结 315
参考文献 315
第12章 微电网能量优化调控系统设计与实现 317
12.1 微电网能量优化调控系统设计原则 317
12.2 微电网能量优化调控系统架构 317
12.2.1 应用架构 317
12.2.2 数据架构 320
12.2.3 技术架构 321
12.3 微电网能量优化调控系统控制结构 325
12.3.1 分层式控制结构 325
12.3.2 分布式控制结构 328
12.3.3 云边协同控制结构 329
12.4 本章小结 330
参考文献 331
第13章 微电网实验室 332
13.1 早期单一电能微电网实验室 332
13.1.1 一次系统 332
13.1.2 二次系统及能量优化调控策略 335
13.2 在运电-热-氢多能耦合互补的微电网群实验室 339
13.2.1 全真型实验平台 340
13.2.2 物理-数字混合实时仿真平台 343
13.2.3 能量优化调控实证平台 345
13.2.4 关键装备测试平台 346
13.3 本章小结 347
参考文献 347
第14章 海岛微电网工程实践 348
14.1 东福山岛离网型微电网 348
14.1.1 工程概述 348
14.1.2 系统运行模式 350
14.1.3 能量优化调控策略 351
14.1.4 实际运行分析 353
14.2 鹿西岛兆瓦级并网型微电网 355
14.2.1 工程概述 355
14.2.2 双微电网结构与拓扑切换 356
14.2.3 能量优化调控系统 358
14.2.4 实际运行分析 360
14.3 本章小结 362
参考文献 362
第15章 交直流混合微电网工程实践 363
15.1 工程概述 363
15.2 系统结构与配置 364
15.2.1 系统结构 364
15.2.2 系统配置 364
15.3 系统运行模式 366
15.4 系统功能设计及实现 367
15.4.1 功能设计 367
15.4.2 系统实现 372
15.5 实际运行分析 374
15.5.1 多模式运行 374
15.5.2 经济优化调度 376
15.6 本章小结 377
参考文献 377
第16章 多能互补微电网工程实践 378
16.1 工程概况 378
16.2 工程建设 379
16.2.1 用能需求分析 379
16.2.2 一次系统建设 381
16.2.3 二次系统架构 381
16.2.4 能量优化调控策略 386
16.3 实际运行分析 391
16.4 本章小结 396
第17章 电氢耦合微电网工程实践 397
17.1 工程概况 397
17.2 工程整体设计 398
17.2.1 示范工程技术指标 398
17.2.2 直流互联系统设计 398
17.2.3 氢能系统设计 400
17.3 系统多模式运行与能量优化调控策略 403
17.4 工程运行情况 405
17.4.1 核心设备运行情况与分析 405
17.4.2 系统长周期独立运行情况与分析 409
17.5 本章小结 417
第18章 微电网群工程实践 419
18.1 工程概况 419
18.2 系统结构 420
18.2.1 电力平衡分析 420
18.2.2 储能系统 420
18.2.3 柔性互联结构 421
18.3 能量优化调控架构与策略 423
18.3.1 云边协同调控架构 423
18.3.2 微电网群能量优化调控策略 424
18.3.3 子微电网协调控制功能 427
18.4 工程运行情况 427
18.4.1 柔性互联装置性能试验 427
18.4.2 工程整体运行情况分析 428
18.5 本章小结 430